汽车悬架系统的检修毕业论文.docx
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汽车悬架系统的检修毕业论文
汽车悬架系统的检修毕业论文
黑龙江旅游职业技术学院机电工程系毕业论文
黑龙江旅游职业技术学院
毕业论文（设计）
题目:
汽车悬架系统的检修
所在院系机电工程系专业班级13级汽车检测与维修一班
1402130106学号
指导教师宋彦
2015年11月1日
黑龙江旅游职业技术学院
答辩委员会评阅意见
13级汽车检学生姓名张立鑫专业班级测与维修一学号1402130106
班
（论文）题目汽车悬架系统的检修
评审组长职称
答
辩
委
员
会
评
语
评定成绩:
答辩委员会主任（签名）:
年月日
黑龙江旅游职业技术学院
指导教师评阅意见
13级汽车检
学生姓名张立鑫专业班级测与维修一学号1402130106
班
（论文）题目汽车悬架系统的检修
指导教师职称
指
导教
师评
语
指导教师签名:
2015年11月1日
黑龙江旅游职业技术学院机电工程系毕业论文
黑龙江旅游职业技术学院
毕业论文任务书
姓名:
张立鑫院（系）:
机电工程系专业:
汽车检测与维修班号:
一班
任务起至日期:
2015年10月15日至2015年11月10日毕业论文题目:
汽车悬架系统的检修
立题的目的和意义:
随着社会的不断发展，人们对汽车的要求也越来越高。
包括有汽车的动力性、经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性、通过性等性能的要求。
减震器是安装在车体与负重轮之间的一个阻尼元件，其作用是衰减车体的振动并阻止共振情况下车体振幅的无限增大，能减小车体振动的振幅和振动次数，因而能延长弹性元件的疲劳寿命和提高人乘车的舒适性。
长期以来，人们对汽车的平顺性一直都在研究，在技术上也有重大的改进革。
悬架系统是改善汽车平顺性的最好途径。
一个好的悬架系统能够使车的寿命增长，驾驶员操纵轻便，乘员更加舒服。
技术要求及主要内容:
黑龙江旅游职业技术学院机电工程系毕业论文进度安排:
阶段日期工作任务2015年10月15日~19日选题及论文任务书填写2015年10月19日~31日书写论文，完成论文电子稿初稿2015年11月1日~8日论文检验
2015年11月10日论文答辩
指导教师意见:
年月日教研室主任意见:
年月日
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汽车悬架系统的检修
摘要:
汽车悬架系统使汽车的重要部件之一，是保证汽车安全性的关键因素，作为汽车安全行驶的重要部件，汽车悬架系统可以有效缓解汽车行驶过程中由于路面或者机械设备振动等情况产生的振动问题，对提升汽车的稳定性与舒适性具有重大意义。
为了加速车架和汽车车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性，在大多数汽车的悬架系统内部装有减震器。
减震器和弹性元件都是并联安装的。
然而汽车减震器的多重功能是在汽车减震器良好运行的前提下实现的，目前我国汽车悬架系统在使用中存在一定的故障，本文正是针对汽车悬架系统的常见故障及检修措施碱性简述分析。
关键词:
汽车减震器常见故障维修悬架系统
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引言.................................................................................................................................11绪论..............................................................................................................................11.1汽车减震器的发展起源与现状....................................................................................1
1.2研究内容............................................................................................................22减震器的作用................................................................................................................3
2.1减震器的组成及工作原理....................................................................................3
2.2减震器的构造......................................................................................................4
2.3本章小结.............................................................................................................43悬架系统的原理设置与检修...........................................................................................5
3.1悬架系统的结构原理...........................................................................................5
3.3常见悬架系统问题的检修.....................................................................................6结论.............................................................................................................................8致谢.............................................................................................................................9参考文献..................................................................................................................10
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引言
随着我国国民生活水平的大幅度提升，我国汽车在生活中的使用也越来越普遍，相应的汽车减震器的应用量也日见增多，就目前我国汽车悬架系统在汽车中的应用现状而言，我国汽车减振器部件还有待进一步完善，合理解决汽车减震器在工作运行中的常见故障，可以为汽车创造一个良好的行驶状态。
随着人们对汽车的要求越来越高，包括有动力性、经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性、通过性等性能的要求。
长期以来，人们对汽车的平顺性一直都在研究，在技术上也有重大的改进革新。
悬架系统是改善汽车平顺性的最好途径。
一个好的悬架系统能够是汽车的寿命增长，驾驶员操纵轻便，成员更加舒服。
1绪论
随着社会的发展，人们的生活水平不断提高，对于汽车的舒适性也提高了，高的要求。
作为汽车的关键部件，汽车悬架系统能够有效的缓解汽车在行驶过程中由于机械振动或者路面情况而产生的振动问题，对于提高汽车本身的舒适性、稳定性和安全性具有重大作用。
汽车减震器使悬架系统中的重要部件，其作用原理主要是靠阻尼运动衰减运动中产生的能量。
悬架系统是安装在车体与负重轮之间的一个阻尼元件，其作用是衰减车体的振动并阻止共振情况下车体振幅的无限增大，能减小车体振动的振幅和振动次数，因而能延长弹性元件的疲劳寿命和提
[1]高人乘车的舒适性。
随着科学技术的发展，减震器技术已经相当成熟与完善，一般来讲，汽车减震器的性能与汽车的价格直接相关。
1.1汽车减震器的发展起源与现状
世界上第一个有记载、比较简单的减震器使1897年由两个姓吉明的人发明的。
他们吧橡胶减震块和叶片弹簧的端部相连，当悬架臂完全压缩时，橡胶减震块就碰到连接在汽车大梁上的一个螺栓，产生止动。
这种减振器在很多现在汽车悬架上仍然有使用，但其减震效果很小。
1898年第一个合适的减震器有一个法国人特鲁芬研制成功并安装在摩托车上。
该车的前叉悬置于弹簧上，同时与一个摩擦阻尼件相连，以防止摩托车的震颤。
1899年，美国汽车哈特福特意识到这种阻尼件跨越应用到汽车上。
第二年他制成了特鲁芬摩托阻尼件的变形结构，并把它装在哈德福特的乌兹莫别汽车上。
它是一副用铰链连接在一起的杠杆，该汽车上的第一个减震器在铰链轴处装有橡胶垫，一个杠杆臂与车架连接，而另一个用螺栓与叶片弹簧连接。
螺栓安装在铰链结点，能够通过调节通过对减震器的结构进行改变摩擦阻力的大小，从而得到所需要的缓冲程度。
因此它们的设计的部
1
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件不仅仅是第一个汽车缓冲器，而且也是第一个“可调”减震器。
哈特福特把装有这种减震器的汽车弄回到美国后不久，在新泽西成州的泽西城开办了一个哈特福特悬架公司。
随后该减震器与前螺旋弹簧一起被安装到1906年生产的布鲁舒小型轻便汽车上。
从此以后，减震器的结构发生过几次新的发展。
加布里埃尔减震器她是有固定在大梁上的罩壳和装在其里面的涡旋型钢带组成，钢带通过一个弹簧保持张力，钢带的外端与轿车轴端连接，以限制由振动引起的弹跳量。
弹簧式减震器这是加到叶片弹簧上的一种辅助螺旋弹簧，由于每一个弹簧都有相同的谐振频率，它们趋向于抵消各自的震颤，但同时也增大了悬架的刚性，所以很快就停止使用。
以及后来的空气弹簧和液力弹簧。
现代汽车大部分都装有减震器，切减震器和弹性元件是并联安装的。
现今汽车大部分采用的使液力减振器。
液力减振器的作用原理是当车架与车桥作往复相对运动时，减震器中的活塞在钢筒内也做往复运动，于是减震器壳体内的油液便反复的从一个内腔通过窄小的孔隙流入另一个内腔。
此时，孔壁和油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身与车架的振动能转化为热能，被油液和减震器壳体所吸收，然后散到大气中。
减震器的阻尼力的大小随车架和车桥相对速度的增加而增减，并且与油液的粘度有关。
要求减振器所用油液的粘度受温度变化的影响尽可能小，且具有抗气化抗液化以及对各种金属和非金属零件不起腐蚀作用等性能。
由于减震器的阻尼力越大，振动消除得越快，但却使并联的弹性元件的作用不能充分发挥;同时过大的阻尼力还可能导致减震器连接零件及车架损坏。
中国汽车零部件产业规模迅速扩大、出口迅速增长、零部件企业创新活动踊跃、关键零件基本都实现了本土化生产。
中国汽车零部件产业的不足一规模比较小、实力弱;二十处在国际分工中最低端;三是研发能力严重不足。
新中国成立60年、特别是改革开放30年来，中国经济飞速发展。
民营企业在这个过程中异军突起，以其独特的活力迅速成长。
当前零部件行业中，民营资本和境外资本已
[3]经开始占据主要地位。
尽速新世纪，民营企业展现出旺盛的生命力。
1.2研究内容
因外部条件的不同，对减振器的使用要求也会相应的不同。
在不同的国家或不同的地区，他们各自的天气环境、道路建筑等都有着很大的区别。
单一的减振器是可能都满足他们的性能要求。
随着社会的发展，汽车市场出现了细分化。
纯黑色的“福特”时代，早已经过去，针对各国道路交通情况，各国汽车生产商们开始生产有属于自己特色的汽车了。
本文就是针对我国大多数城市道路情况，而进行研究设计的。
2
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2汽车悬架系统的作用
悬架是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称。
悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架与车轴弹性连接起来。
其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力、和驱动力等;缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车的操纵平稳性;保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车操纵平稳性，使汽车获得高速行驶能力。
悬架的主要职能有三个:
连接车体和车轮，并用适度的刚性支撑车轮;
吸收来自路面的冲击，并提高乘坐舒适性;
有助于行驶中车体的稳定，提高操纵性能。
悬架系统的这些作用是紧密相连的，但又是相互矛盾，比如提高舒适性，那么车辆稳定性就会降低。
所以悬架系统的设计就要争取达到最佳的平衡状态。
由实践得知，悬架对汽车的形势平稳性、稳定性、通过性、燃油经济性等多种使用性能都有影响，因此在选择悬架参数及布置导向机构时，应注意满足这些性能的要求。
在悬架设计中应满足这些性能要求，其要求如下:
1）保证汽车有良好的行驶平顺性。
为此，汽车应有较低的振动频率;
2）有合适的衰减振动性能。
它应与悬架的弹性特性很好的匹配，保证
车身和车轮在共振区的振幅小，振动衰减快;
3）保证汽车有良好的操纵稳定性。
导向机构在车轮跳动时，应不使主
销定位参数变化过大，车轮运动与导向机构运动应协调，不出现摆振现
象。
转向时整车应有一些不足转向特性;
4）汽车制动和加速时能保持车身稳定，减少车身纵倾的可能性，转弯
时车身侧倾角要合适;
5）有良好的隔声能力;
6）结构紧凑、占有空间尺寸要小;
7）能可靠的传递车身与车轮间的各种力和力矩，在满足零部件质量要
小的同时，还要保证零部件有足够的强度和寿命。
2.1悬架系统的组成
汽车悬架尽管有各种不同的结构形式，但一般都是有弹性元件、减震器、导向机构、缓冲快和横向稳定器等部件组成。
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弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。
其种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧与橡胶弹簧。
由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦，路面作用于车轮的垂直反力往往是冲击性的，特别是在坏路面上高速行驶时这种冲击力将达到很大的数值。
冲击力传到车身时，可能引起汽车机件的早期损坏。
为了缓和冲击，在汽车行驶系中，除了采用弹性的充气轮胎之外，还应采用弹性元件来缓和振动。
持续的振动易使成员感到不舒适和疲劳。
故悬架系统还应具有减振作用，以使振动衰减，震幅减少，为此，在许多形式的悬架系统中都设有专门的减震器。
即减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动，减振器的类型有简式减震器，摇臂式减震器，阻力可调式减震器，充气式减震器。
悬架中用的最多的减震器是内部重游液体的液力减震器。
汽车车身和车轮振动时，减震器内的液体在流经阻尼空时的摩擦和液体粘性摩擦形成震动阻尼，将震动能量转变成热能，并散发到周围的空气中去，达到迅速衰减振动的目的。
2.2减震器的构造
一种双向调节阻尼的减振器活塞结构，它有一个活塞杆，活塞杆上装有活塞，在活塞的上端装有由伸张阀弹簧、伸张阀垫、伸张阀圆片及伸张阀槽片构成的伸张阀，其特殊之处是，在活塞的下端装有与伸张阀结构相同的、由流通阀弹簧、流通阀垫、流通阀圆片及流通阀槽片构成的流通阀，流通阀与减振器的压缩阀一起形成压缩阻尼力，所述的活塞杆是空心的，在活塞杆的空心中装有一个改变活塞上下腔流通孔面积的调节阀，从而实现伸张阻尼与压缩阻尼的双向调整，优点在于，减振器的阻尼力可以根据路面状况和车辆的装载质量进行调整和选择，提高了乘坐的舒适性、操纵的稳定性和行车的安全性，而且，阻尼力的调整在外部
[5]进行，调整简便，使用效果显著。
2.3本章小结
下面简单介绍下，汽车悬架系统中广泛采用的液力减震器（油压减振器）。
液力减震器的作用原理是当车架与车身作往复相对运动时，减震器中的活塞在缸筒内也是往复运动，于是减震器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些窄小的空隙流入另一内腔。
此时，孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，被油液和减震器壳体吸收，然后散到大气中。
减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务，阻尼力过大，将使悬架弹性
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变坏，甚至使减振器连接件损坏。
因而要调节弹性元件和减振器这一矛盾。
（1）在压缩行程（车桥和车架相互靠近），减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。
这时，弹性元件起主要作用。
（2）在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减振器阻尼力应大，迅速减振。
（3）当车桥（或车轮）与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。
在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减振器，且在压缩和伸张行程中均能起减振作用叫双向作用式减振器，还有采用新式减振器，它包括充气式减振器
[2]和阻力可调式减振器。
3悬架系统的原理设置与检修
3.1悬架系统的结构原理
悬架是汽车车身与车轮之间连接和传递动力的装置，汽车的全部载荷通过悬架作用在车轮上。
目前，不少中、高档轿车和大型客车装备了电子控制空气悬架（ECAS）系统，这种悬架的刚度、阻尼以及车身高度能够自动适应汽车不同载重量、不同道路条件以及不同行驶工况的需要，在保证车辆具有良好操纵性和燃油经济性的前提下，使汽车的舒适性得到进一步提高。
电子控制空气悬架系统由模式选择开关、车速传感器、转向角度传感器、加速度传感器、车身高度传感器、悬架ECU、可调阻尼减振器（图2）、空气压缩机、空气弹簧以及高度控制电磁阀等部件组成。
3.2悬架系统的主要功能
对于传统的机械式悬架系统，其钢板弹簧的刚度、减振器的阻尼力以及车身高度都是固定不变的，只能被动地吸收因地面不平引起的车轮跳动，因而乘坐不太舒适。
电子控制空气悬架系统由于装配了传感器、电子控制单元（ECU）和执行器，能够根据不同的车速、行驶状态、装载质量以及乘客人数的变化，对弹性元件的刚度、减振器的阻尼力以及车身的高度等项目自动地进行无级调节，无需驾驶人员调节，大大提高了乘坐的舒适性和操纵的稳定性。
1（控制减振器的阻尼力
空气悬架系统采集车速传感器、转向角度传感器和车身高度传感器等信号，由悬架ECU计算和处理后，指令电磁式或步进电机式执行器动作，以调节减振器的阻尼力。
当汽车急转弯、急加速和紧急制动时，能够抑制汽车后挫、点头和侧翻，防止汽车剧烈变化，提高车辆的操纵稳定性。
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2（调节弹性元件的刚度
空气悬架系统通过改变减振器弹性系数的方式，调节减振器的刚度，使汽车能够按照实际行驶的需要，自由地选择模式。
3（调节车身的高度
如果汽车车身长时间离地面太高，在行驶过程中会感觉非常颠簸，好像没有安装减振器一样;如果车身离地面太低，行驶中汽车底盘下部容易碰撞凸起的地面，会使汽车无法行驶。
电控空气悬架系统的主要功能是在各种工况下，使车身的高度始终保持在合理范围之内。
电控空气悬架系统通过控制空气压缩机、高度控制阀和排气阀动作，使空气弹簧自动压缩或伸长，从而降低或升高底盘的离地间隙，使车身保持在合适的高度上。
当汽车高速行驶时，让车身高度降低，以减小空气阻力，提高操纵的稳定性;当汽车在坏路上行驶时，让车身高度增加，以提高汽车的通过性;当关闭点火开关时，因乘客和行李减少，又让车身高度降低，以保持良好的驻车状态。
3.3常见悬架系统问题的检修
1（保时捷CayenneE2轿车
该车型空气悬架系统手动设置车身高度及关闭系统的方法如下。
（1）前置条件:
发动机已经启动，车门已经关闭。
（2）设置方法:
按压中控台上的跷板开关。
如果想让车身升高，可以向前轻按跷板开关，车身高度会升高一个级别;如果想让车身降低，则向后轻按跷板开关，车身高度会降低一个级别。
关闭车身高度自动控制的方法是:
接通点火开关，向前按压跷板开关10,15s，然后松开跷板开关，直到仪表盘多功能显示屏上显示“车辆水平控制功能关闭”。
（3）状态显示:
操作者所选择的车身高度由跷板开关旁边的LED灯显示。
在切换过程中，该LED灯闪烁，随后持续点亮。
但是，自动切换的位置不会在仪表盘多功能显示屏上显示。
（4）千斤顶模式:
如果需要使用千斤顶升举汽车，必须手动设置标准车身高度，然后关闭车身高度自动控制功能。
2（奔驰W220S系列轿车
奔驰轿车采用自适应阻尼控制悬架系统（ADS），该系统能够依据路况、荷重、车辆加速度以及驾驶人的操控来自自动调节减振器的刚性（即软硬程度）。
驾驶人可以通过开关设置悬架的工作模式，例如“舒适”（COMFORT）或者“运动”（SPORT）。
当选择“运动”模式时，仪表盘上的红色指示灯点亮。
该车通过两
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个电磁阀的不同“ON”,“OFF”组合，使减振器的阻尼力可以在4个等级之间变换，即“硬”（FIRM）、“正常”（NORMAL）、“软”（SOFT）和“舒适”（COMFORT）。
奔驰W220S系列轿车车身高度的调节也可以通过驾驶室内的车身控制按键进行设置。
按一下该按键，车身自动升高25mm。
若再按一下，车身高度恢复到正常状态。
3（福特轿车
当点火开关处在RUN（运转）位置时，电控空气悬架系统都处于工作状态。
在点火开关转至“OFF”位置后，悬架ECU仍然保持通电状态1h，通电1h的目的是让悬架ECU在乘员下车和取出行李后进行车身调平校正。
因此在点火开关转至“OFF”位置1h内，禁止对电控空气悬架系统进行维修操作。
在检修空气悬架系统的任何部件之前，在用举升机举起汽车、用千斤顶顶起汽车、跨接启动发动机以及牵引装有空气悬架系统的汽车之前，必须切断空气悬架系统的电源，其方法是:
关闭空气悬架开关或拆下蓄电池的接地线。
如果不切断空气悬架系统的电源，在维修过程中可能导致空气弹簧的意外充气或放气，从而引起车身移动。
为了预防空气弹簧或电控悬架系统发生突发性故障，必须遵守下列规定:
在任何情况下，只要空气弹簧内有压力，千万不要拆卸空气弹簧;空气弹簧安装到汽车之前应进行折叠操作，不要试图安装没有折叠的空气弹簧或者给没有折叠的空气弹簧充气;在给空气弹簧充气前，不要给悬架系统施加任何负荷。
福特轿车空气弹簧悬架系统中有一个车门传感器（又称门控灯开关、车门开关），悬架ECU利用车门传感器输入的信号来实现两个功能:
一是在任何一个车门打开时，空气弹簧立即停止排气;二是如果需要的话，进行车身调平校正。
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结论
汽车悬架系统常见故障有漏油、储油缸盖螺母松动。
油封垫圈及密封垫圈损坏、减震器构件划伤等多种故障现象，检修人员在得到良好的检修效果，稍显耀掌握汽车减震器在工作运行中所产生的故障类型，再次基础上制定切实可行的检修措施。
为了进一步保障汽车减震器的良好运行，检修后还需对其进行性能试验，试验合格后方可再次投入到工作运行中，为汽车的安全与稳定运行提供保障。
汽车零部件生产企业脱离整车企业并形成专业化零部件集团，正成为一种全球化趋势。
国际著名的汽车及零部件企业，几乎都
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